КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 1997 года по МПК C04B35/04 C04B35/22 

Изобретение относится к области получения новых керамических материалов. Например, в области машиностроения необходимы керамические материалы, которые повышают рентабельность технологии использования закладных деталей и отличаются эффективностью работы. Этим требованиям удовлетворяет материал, способный к саморазрушению через определенное время после его изготовления.

Известно, что некоторые материалы, имеющие в своем составе двухкальцевый силикат Ca₂SiO₄ в качестве основного компонента претерпевают силикатный распад [1] Однако, существенным недостатком этих материалов является непредсказуемость временного интервала силикатного распада.

Установлено, что причиной силикатного распада керамических материалов, богатых содержанием Ca₂SiO₄, является фазовый переход β-Ca₂SiO₄_→ γ-Ca₂SiO₄, который происходит при температуре менее 400^oC и сопровождается увеличением объема до 12% Поэтому для предотвращение разрушения в материал вводят стабилизирующие добавки, например оксиды: Na₂O, K₂O, P₂O₅, B₂O₃ и некоторые другие [2] Такие материалы не подвергаются силикатному распаду.

Наиболее близким к заявляемому является материал, списанный в работе [3] где сказано, что добавки Al₂O₃ не предотвращают полиморфный переход β-Ca₂SiO₄_→ γ-Ca₂SiO₄, а лишь замедляют его во времени.

Однако, вследствие того, что эффективный интервал вводимых добавок Al₂O₃ узок и составляет 0,5 3мас. кристаллохимическое подавление фазового перехода на длительный срок не удается
Целью изобретения было получение нового керамического материала, в котором бы подавление фазового перехода осуществлялось на технологически требуемые интервалы времени.

Для этого изучено влияние на материал, склонный к силикатному распаду, добавок оксида магния, так как установлено, что введение добавок MgO в аналогичные системы приводит к "топологическому сжатию" и стабилизации микроструктуры материала.

Сущность изобретения заключается в том, что к керамическому материалу, полученному из природного минерального сырья, добавляют от 5 до 20 мас. МgО ("хч" ТУ 6-09-841-76). Эксперименты показывают, что добавки затормаживают силикатный распад в пределах от одних суток до одной недели. В этом выражается причинно-следственная связь изобретения с полученным техническим результатом. Состав природного минерального сырья приведен в табл.1.

Технология получения керамического материала включает:
1) предварительный обжиг природного сырья в интервале 1000-1100^oC;
2) помол в шаровой мельнице минерального сырья с добавкой MgO в пределах заявляемого интервала содержания MgO в течение 6-8 ч при соотношении шихта мелеющие тела (1:3) по массе;
3)протирание шихты через сито 0,08 мм;
4) прессование таблеток 3 х 0,5 см при давлении 40-50 кН;
5) обжиг в электропечи в течении 5 ч при температуре 1450^oC±5^oC.

В табл.2 приведены составы материала, содержащего добавку MgO в пределах заявляемого интервала.

В табл.3 приведены временные интервалы устойчивости заготовок из керамического материала до начала фазового перехода (силикатного распада ).

Из представленных результатов видно, что техническое решение достигается при введении в состав шихты добавки оксида магния пределах от 10 до 20 мас.

Использование: для получения закладных деталей, способных к саморазрушению через определенное время. Сущность изобретения: керамический материал включает, мас. %: оксид кальция 35-38,18, оксид кремния 14,33-15,55, оксид магния 45,45-50; примеси 0,67-0,82. Характеристика: временный интервал устойчивости от 2 до 7 суток. 3 табл.

Керамический материал, подвергающийся силикатному распаду на основе двухкальциевого силиката, содержащий оксид кальция и оксид кремния, отличающийся тем, что материал дополнительно содержит оксид магния при следующем соотношении химических компонентов, мас.

Оксид кальция 35 38,18
Оксид кремния 14,33 15,55
Оксид магния 45,45 50
Примеси 0,67 0,82л